Question

如圖所示，質(zhì)量為M的平板小車靜止在光滑的水平地面上，小車左端放一個(gè)質(zhì)量為m的木塊，小車的右端固定一個(gè)輕質(zhì)彈簧．現(xiàn)給木塊一個(gè)水平向右的瞬時(shí)沖量I，木塊便沿小車向右滑行，在與彈簧作用后又沿原路返回，并且恰好能到達(dá)小車的左端．試求：

①木塊返回到小車左端時(shí)小車的動(dòng)能；

②彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能．

Answer 1

①�、�

 (2)①選小車和木塊整體為研究對(duì)象，由于m受到?jīng)_量I之后系統(tǒng)水平方向不受外力作用，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)系統(tǒng)的末速度為v，則

I＝(M＋m)v                                                          (2分)

小車的動(dòng)能為E_k＝Mv²＝                                       (2分)

②當(dāng)彈簧具有最大彈性勢(shì)能E_p時(shí)，小車和木塊具有共同速度，即為v.設(shè)木塊從小車左端運(yùn)動(dòng)到彈簧彈性勢(shì)能最大的過程中，摩擦生熱W_f，在此過程中，由能量守恒得

m()²＝E_p＋W_f＋(M＋m)()²                                                                    (2分)

當(dāng)木板返回到小車左端時(shí)，由能量守恒得

m()²＝2W_f＋(M＋m)()²                                                                        (2分)

聯(lián)立得E_p＝                                                (1分)